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电镀铜系列添加剂的研究与讨论
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  电镀铜系列添加剂的研究与讨论         ★★★ 【字体:
电镀铜系列添加剂的研究与讨论
作者:佚名    知识来源:本站原创    点击数:3059    更新时间:2009-3-19    
一是表面活性剂的应用。

    所用的表面活性剂有季铵盐型阳离子表面活性剂及十六烷基甜菜碱类两性表面活性剂等,用作防针孔剂;另一类表面活性剂是做为光亮剂的分散剂,如亚甲基萘二磺酸、聚氧乙烯聚氧丙烯季胺盐等。氰化镀铜可使用阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂,如添加脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚磷酸脂、聚氧乙烯季铵盐或聚氧丙烯季胺盐、磺化甜菜碱与胺类环氧乙烷加成物的复合活性剂,均可提高镀层的平整度、光亮度和结合牢度。在高速氰化镀铜溶液中加入硬脂酸聚氧乙烯酯等非离子表面活性剂,具有良好的增光作用。用油酸聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂作为润湿剂,可防止针孔,但无增光作用。 

    二是有机化合物的使用。

    有机易还原化合物分为三类,巯基或硫酮类化合物,如:2-巯氢基苯并硫氮茂、苯并硫氮茂磺酸、硫氢基乙酸、硫代水杨酸、氨基硫代尿素等;烷基二硫代氨基甲酸盐或黄原酸盐,如:丁基黄原酸盐、异丙基黄原酸盐、二甲氨基苯甲基黄原酸盐、碱性香红等;含不饱和键的有机物及其缩合产物,如:有机糠醛、丙烯醛、肉桂醛、戊二醛或二甲氨基苯甲醛等,它们具有相当的光亮作用,但单独使用效果较差,须与硫代尿素或二硫化碳联合使用。另外,该类物质在应用时在水中溶解性不好,须用具有长链脂肪簇磺酸等阴离子表面活性剂或十六烷基甜菜碱等两性表面活性剂助溶。 实践证明,通过几种物质的复配使用,可获得高质量的氰化镀铜光亮剂。下面是我们在试验中使用的配方,供大家试验。 

试验配方及工艺条件: 

氰化亚铜 60gl 氰化钠 85g / l 氢氧化钠 2g / l 酒石酸钾钠 25g / l 氰铜高位光亮剂 6ml / l 低位光亮剂 6ml / l 温度 45~60℃ 电流密度 0.5~4A/d㎡ 阳极 无氧电解铜 

三、全光亮硫酸盐镀铜

    硫酸盐镀铜是一个十分重要的镀种,按电解液的特性分为普通镀铜和全光亮镀铜。后者是在普通电解液中加入少量光亮剂,可直接获得整平性极好,具有镜面光泽的铜镀层。首先来看一下其沉积机理: 阴极反应 通过大量试验结果表明,硫盐镀铜的阴极反应是分两步进行的,即: Cu2+ + e ===Cu+     ……(a)            Cu+ + e ===Cu   ……(b) 

式(b)进行得很快,式(a)进行较慢。但也不是绝对的,由于在光亮镀液中,使用了吸咐能力很强的各种有机添加物,使阴极极化较大,式(a)进行较慢,控制了整个阴极的进行速度。当阴极极化较小时,式(a)加快,式(b)速度变得缓慢了,那么式(b)控制了整个阴极反应的进行。 阳极反应 在电解液中阳极处于正常溶解时,生成Cu2+,反应式如下: 

Cu — 2e === Cu2+ 

当阳极不完全氧化时,可能产生一价铜离子,进而在阳极表面形成氧化亚铜,反应式如下: 

Cu — e ===Cu+ 

2Cu+ + 〔O〕===Cu2O ↓ 

氧化亚铜是“铜粉”的一种,对镀层很不利,应尽量防止。同时,Cu+的积累会导致歧化反应,产生铜粉。反应式如下: 

2Cu+ === Cu↓ + Cu2+ 

了解了其反应机理之后,下面列举几例典型配方: 

1.普通型硫酸盐镀铜工艺规范            

 
  硫酸铜(g/l)
  硫 酸(g/l)
  葡萄糖(g/l)
  阴极电流密度;A/d㎡
  温度;℃ 
 
 ①
  180~220
  50~75 
  —
  1~2
  10~35 
 
 ②
  150~200
  45~65 
  30~35 
  1~3
  20~30 
 

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